一种视频流的发送方法、发送装置和网络摄像机制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种视频流的发送方法、发送装置和网络摄像机。该发送方法包括预设发送视频流的均匀时段长度、各时段内的待发送目标数据量，以及发送目标时延；确定在缓冲区内存在待发送数据包；确定缓冲区内已发送数据包和待发送的当前数据包的数据量之和高于时段计数参数对应的待发送目标数据量；对当前数据包进行延时来限制发送速率，在时段计数参数对应的时间节点处完成当前数据包的发送；以及在缓冲区内全部数据已发送之后，调整各时段内的待发送目标数据量以满足发送目标时延。本申请利用对特定数据包的延时使实际发送的数据流比较平滑，还实时调整在各个均匀时段内发送数据量的大小，从而保证视频帧总体发送延时不能过大。

【技术实现步骤摘要】
一种视频流的发送方法、发送装置和网络摄像机
本专利技术涉及视频监控
，具体地说，涉及一种视频流的发送方法、发送装置和网络摄像机。
技术介绍
视频监控系统作为面向城市公共安全总和管理的重要组成部分，有着广阔的应用前景。视频监控系统以IP网络作为基础网络，以太网交换机作为组网的基本设备，实现对诸如网络摄像机IPC等前端设备采集到的监控视频的汇聚。在IP视频监控的传输网络中，对网络设备的传输要求与传统的数据传输要求有较大的区别，主要是因为其承载的IP视频监控数据包有着自身的特点。图1所示为视频监控系统的网络结构示意图。多路网络摄像机IPC对监控区域进行实时监控生成监控视频流，接入层的以太网交换机对IPC采集到的监控视频流进行汇聚后发送至服务器。由于需要实时观察和存储前端IPC拍摄的监控视频，导致以太网交换机承载的上行监控数据的数据量巨大。通常，IP视频数据包采用H.264视频编码标准，一般包括有I帧、P帧和B帧。其中，I帧占用的数据位数可能是B帧的上百倍。对于图1中的以太网交换机来说，当多路IPC的I帧数据同时到达时为交换机上行流量负载最大的情况。此时，几路I帧数据的叠加有可能会瞬间超出交换机的处理能力，导致视频数据包的丢失，用户观察到的监控图像出现花屏、卡顿等现象。例如，假设IPC生成的监控视频流设定的码率为4Mbps。在生成一个数据量巨大的I帧时，若把生成的I帧直接发送到交换机，占用的瞬间带宽会非常大，甚至达到80Mbps。以百兆交换机为例，交换机的接入端口速率为100Mbps，且连接有多路IPC，当多路IPC的I帧数据同时到达交换机时，瞬间带宽能达到160Mbps以上。而通常为了保证视频流的时延要求，交换机的缓冲区不会设置太大，这将导致视频数据丢失。因此，亟需一种能够自适应调整发送码率，使得监控视频流平滑发送的方法和装置。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于解决现有技术中监控视频流的瞬间码率过大，导致超出交换机的缓冲和交换能力，使用户观察到的视频流产生延时甚至丢包的技术缺陷。本专利技术的实施例首先提供视频流发送方法，包括：预设发送视频流的均匀时段长度、各时段内的待发送目标数据量，以及发送目标时延；确定在缓冲区内存在待发送数据包；确定缓冲区内已发送数据包和待发送的当前数据包的数据量之和高于时段计数参数对应的待发送目标数据量；对当前数据包进行延时来限制发送速率，在时段计数参数对应的时间节点处完成当前数据包的发送；以及在缓冲区内全部数据已发送之后，调整各时段内的待发送目标数据量以满足发送目标时延。在一个实施例中，还包括：若确定缓冲区内已发送数据包和待发送的当前数据包的数据量之和低于时段计数参数对应的待发送目标数据量，则依照当前速率发送当前数据包。在一个实施例中，在对当前数据包进行延时来限制发送速率的步骤之后还包括：逐一增大所述时段计数参数的数值，以确定在下一时段内需要延时处理的数据包。在一个实施例中，在对当前数据包进行延时的步骤中，获取当前数据包的待发送时间点与发送起始时间点之间的实际延时；计算时段计数参数对应的总时长超出实际延时的时间差，作为对当前数据包进行延时的时间。在一个实施例中，在调整各时段内的待发送目标数据量的步骤中，统计发送缓冲区内的全部数据所消耗的时段总长度；若时段总长度大于目标时延，则增大各时段内的待发送目标数据量，以增大发送速率；若时段总长度小于目标时延，则减小各时段内的待发送目标数据量，以减小发送速率。本专利技术的实施例还提供一种视频流发送装置，包括：配置模块，用于预设发送视频流的均匀时段长度、各时段内的待发送目标数据量，以及发送目标时延；拥塞确定模块，用于确定在缓冲区内存在待发送数据包；数据量确定模块，用于确定缓冲区内已发送数据包和待发送的当前数据包的数据量之和高于时段计数参数对应的待发送目标数据量；延时模块，用于对当前数据包进行延时来限制发送速率，在时段计数参数对应的时间节点处完成当前数据包的发送；以及调整模块，用于在缓冲区内全部数据已发送之后，调整各时段内的待发送目标数据量以满足发送目标时延。在一个实施例中，还包括：发送模块，用于在确定缓冲区内已发送数据包和待发送的当前数据包的数据量之和低于时段计数参数对应的待发送目标数据量时，依照当前速率发送当前数据包。在一个实施例中，还包括：累计模块，用于在延时模块进行延时处理之后逐一增大所述时段计数参数的数值，以确定在下一时段内需要延时处理的数据包。在一个实施例中，所述延时模块还包括：获取子模块，用于获取当前数据包的待发送时间点与发送起始时间点之间的实际延时；时间差计算子模块，用于计算时段计数参数对应的总时长超出实际延时的时间差，作为对当前数据包进行延时的时间。在一个实施例中，所述调整模块还包括：统计子模块，用于统计发送缓冲区内的全部数据所消耗的时段总长度；速率增大子模块，其配置为若时段总长度大于目标时延，则增大各时段内的待发送目标数据量，以增大发送速率；速率减小子模块，其配置为若时段总长度小于目标时延，则减小各时段内的待发送目标数据量，以减小发送速率。本专利技术的实施例还提供一种网络摄像机，包括：采集装置，用于采集视频数据；编码装置，用于对视频数据进行编码得到待发送的视频数据桢，所述视频数据帧包括若干数据包；缓存装置，用于暂存所述数据包；以及如上文所述的视频流发送装置，用于对所述缓存装置中的特定数据包进行延时处理并发送。本申请的实施例对在缓冲区中缓存的待发送的各个RTP数据包分别判断是否进行延时处理，确定出需要进行延迟处理的数据包。一方面，利用对特定数据包的延时使实际发送的数据流比较平滑，以接近于理想模型；另一方面，还实时调整在各个均匀时段内发送数据量的大小，从而自动找到最小的瞬间码率，来保证视频帧总体发送延时不能过大。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是现有技术中视频监控系统的网络结构示意图；图2是本专利技术实施例一的理想视频流发送模型的示意图；图3a至图3c是本实施例一的视频流发送过程的原理图；图4是本专利技术实施例一的视频流发送方法的步骤流程图；图5是本专利技术实施例二的视频流发送方法的步骤流程图；图6是本专利技术实施例三的网络摄像机的结构示意图；图7是本专利技术实施例三的视频流发送装置的结构示意图；图8a是现有技术中编码装置生成的视频流的码率曲线图；图8b是本专利技术实施例三中发送装置进行平滑处理后的码率曲线图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本专利技术作进一步地详细说明。以下结合说明书附图对本专利技术的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。并且在不相冲突的情况下，本专利技术的实施例中的特征可以相互结合。本申请的实施例采用RTP/RTCP/UDP协议用于监控视频流的传输。UDP是一种无连接的数据包传输协议，不存在TCP中的重传机制。但是，UDP的传输时延低于T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频流发送方法，其特征在于，包括：预设发送视频流的均匀时段长度、各时段内的待发送目标数据量，以及发送目标时延；确定在缓冲区内存在待发送数据包；确定缓冲区内已发送数据包和待发送的当前数据包的数据量之和高于时段计数参数对应的待发送目标数据量；对当前数据包进行延时来限制发送速率，在时段计数参数对应的时间节点处完成当前数据包的发送；以及在缓冲区内全部数据已发送之后，调整各时段内的待发送目标数据量以满足发送目标时延。

【技术特征摘要】
1.一种视频流发送方法，其特征在于，包括：预设发送视频流的均匀时段长度、各时段内的待发送目标数据量，以及发送目标时延；确定在缓冲区内存在待发送数据包；确定缓冲区内已发送数据包和待发送的当前数据包的数据量之和高于时段计数参数对应的待发送目标数据量；对当前数据包进行延时来限制发送速率，在时段计数参数对应的时间节点处完成当前数据包的发送；以及在缓冲区内全部数据已发送之后，调整各时段内的待发送目标数据量以满足发送目标时延。2.如权利要求1所述的视频流发送方法，其特征在于，还包括：若确定缓冲区内已发送数据包和待发送的当前数据包的数据量之和低于时段计数参数对应的待发送目标数据量，则依照当前速率发送当前数据包。3.如权利要求1所述的视频流发送方法，其特征在于，在对当前数据包进行延时来限制发送速率的步骤之后还包括：逐一增大所述时段计数参数的数值，以确定在下一时段内需要延时处理的数据包。4.如权利要求1-3中任一项所述的视频流发送方法，其特征在于，在对当前数据包进行延时的步骤中，获取当前数据包的待发送时间点与发送起始时间点之间的实际延时；计算时段计数参数对应的总时长超出实际延时的时间差，作为对当前数据包进行延时的时间。5.如权利要求4所述的视频流发送方法，其特征在于，在调整各时段内的待发送目标数据量的步骤中，统计发送缓冲区内的全部数据所消耗的时段总长度；若时段总长度大于目标时延，则增大各时段内的待发送目标数据量，以增大发送速率；若时段总长度小于目标时延，则减小各时段内的待发送目标数据量，以减小发送速率。6.一种视频流发送装置，其特征在于，包括：配置模块，用于预设发送视频流的均匀时段长度、各时段内的待发送目标数据量，以及发送目标时延；拥塞确定模块，用于确定在缓冲区内存在待发送数据包；数据量确定模块，用于确定缓冲区内已发送数...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵超波，朱晓鸣，
申请(专利权)人：杭州海康威视数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33